JP7131440B2 - Arithmetic unit for automobile - Google Patents

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Description

ここに開示された技術は、自動車用演算装置に関する技術分野に属する。 The technology disclosed herein belongs to the technical field related to computing devices for automobiles.

昨今、ニューラルネットワークを用いた深層学習を利用して、車内外の環境認識を行う技術が自動車に対しても利用されるようになっている。 Recently, technology for recognizing the environment inside and outside the vehicle using deep learning using a neural network has come to be used for automobiles as well.

例えば、特許文献1には、車両の装備に対する乗員の状態を推定する推定装置であって、ニューラルネットワークを利用した深層学習により構築されたモデルを記憶する記憶部と、装備を含む画像を入力し、モデルを用いて乗員の状態を推定し、乗員の特定部位の骨格位置を示す第1の情報と、装備に対する乗員の状態を示す第2の情報と、を出力する処理部とを備える推定装置が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses an estimating device for estimating the state of an occupant with respect to equipment of a vehicle. , an estimating device that estimates the state of the occupant using a model and outputs first information indicating the skeleton position of a specific part of the occupant and second information indicating the state of the occupant with respect to the equipment. is disclosed.

特開2018-132996号公報JP 2018-132996 A

ところで、昨今では、国家的に自動運転システムの開発が推進されている。自動運転システムでは、一般に、カメラ等により車外環境情報が取得され、取得された車外環境情報に基づいて自動車が走行すべき経路が算出される。この経路の算出においては、車外環境の認定が重要であり、この車外環境の認定において、深層学習を利用することが検討されている。 By the way, these days, the development of an automatic driving system is promoted nationally. In an automatic driving system, generally, information on the environment outside the vehicle is acquired by a camera or the like, and a route along which the vehicle should travel is calculated based on the information on the environment outside the vehicle that has been acquired. In calculating this route, it is important to recognize the environment outside the vehicle, and the use of deep learning is being studied in this recognition of the environment outside the vehicle.

ここで、自動運転を担う演算装置における機能安全のソフトウェア設計のコンセプトとして、プログラムを構成する複数のモジュールの機能安全の適用に関し、例えば、自動車用機能安全規格(ISO 26262)では、ハザードを評価する指標としてASIL(Automotive Safety Integrity Level)が提案されている。ASILでは、ASIL-AからASIL-Dまでの各機能安全レベルに見合った設計レベルでの開発が要求されている。 Here, as a concept of software design of functional safety in the computing device responsible for automatic driving, regarding the application of functional safety of multiple modules that make up the program, for example, in the functional safety standard for automobiles (ISO 26262), hazards are evaluated ASIL (Automotive Safety Integrity Level) is proposed as an index. ASIL requires development at a design level corresponding to each functional safety level from ASIL-A to ASIL-D.

これに対し、深層学習を利用した車外環境の認定及び経路の算出は、未だ発展途上の状態であり、ASIL-B程度に留まるとされている。このため、自動運転機能を有する自動車においてASIL-D程度の機能安全レベルを満たすためには、演算装置を、深層学習を利用する機能のみで構成するのでは不十分である。 On the other hand, recognition of the environment outside the vehicle and calculation of routes using deep learning are still in a developing state, and are said to remain at the level of ASIL-B. For this reason, in order to satisfy the functional safety level of ASIL-D in automobiles having automatic driving functions, it is not sufficient to configure the arithmetic unit only with functions that utilize deep learning.

ここに開示された技術は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、深層学習を利用する機能を有する演算装置において、機能安全レベルを向上させることにある。 The technology disclosed herein has been made in view of the above points, and its purpose is to improve the functional safety level in an arithmetic device having a function that utilizes deep learning.

前記課題を解決するために、ここに開示された技術では、自動車に搭載される自動車用演算装置を対象として、車外環境の情報を取得する情報取得手段からの出力を基にして、深層学習を利用して車外環境を推定する車外環境推定部と、前記車外環境推定部の推定結果を基にして、経路候補を算出する経路算出部と、前記情報取得手段からの出力を基にして、深層学習を利用せずに、所定のルールにより車外の対象物を認定する対象物認定部と、前記対象物認定部の結果を基にして、安全領域を算出する安全領域算出部と、前記経路算出部からの出力及び前記安全領域算出部からの出力を受けて、前記自動車の目標運動を決定する目標運動決定部とを備え、前記目標運動決定部は、前記経路候補が前記安全領域内にあるときには、該経路候補を前記自動車が走行すべき経路として選択して、前記自動車が前記経路候補を通るように該自動車の目標運動を決定する一方、前記経路候補が前記安全領域を逸脱しているときには、該経路候補を前記自動車が走行すべき経路としては選択しない、という構成とした。 In order to solve the above problems, the technology disclosed herein performs deep learning based on the output from information acquisition means for acquiring information on the environment outside the vehicle, targeting an automotive arithmetic unit mounted in the vehicle. a route calculation unit that calculates route candidates based on the estimation result of the vehicle environment estimation unit; and a route candidate based on the output from the information acquisition unit. An object identification unit that identifies objects outside the vehicle according to a predetermined rule without using learning, a safety area calculation unit that calculates a safety area based on the result of the object identification unit, and the route calculation. a desired motion determining unit for determining a desired motion of the vehicle upon receiving an output from the unit and an output from the safe region calculating unit, wherein the desired motion determining unit determines whether the route candidate is within the safe region. Sometimes, the route candidate is selected as the route on which the vehicle should travel, and a desired motion of the vehicle is determined such that the vehicle passes through the route candidate while the route candidate deviates from the safe area. In some cases, the route candidate is not selected as the route on which the vehicle should travel.

この構成によると、深層学習による車外環境の推定とは別に、所定のルールにより車外の対象物が認定される。ここでいう、所定のルールとは、従来より自動車等に採用されている物標等の認定方法であって、所定のルールに基づく対象物の認定機能は、ASIL-D相当の機能安全レベルである。このため、対象物認定部の結果を基にして算出される安全領域は、安全性の高い領域であるといえる。 According to this configuration, apart from estimating the environment outside the vehicle by deep learning, objects outside the vehicle are identified according to a predetermined rule. Here, the predetermined rule is a method for certifying target objects, etc., which has been conventionally adopted for automobiles, etc., and the target certification function based on the predetermined rule is at a functional safety level equivalent to ASIL-D. be. Therefore, it can be said that the safe area calculated based on the result of the object identifying unit is an area with high safety.

そして、目標運動決定部は、深層学習により推定された車外環境に基づいて算出された経路候補(以下、推定経路候補という)が安全領域内にあるときには、該推定経路候補を自動車が走行すべき経路とする。これにより、自動車が安全性の高い経路を走行することができる。一方で、推定経路候補が安全領域を逸脱しているときには、該経路候補を自動車が走行すべき経路としては選択しない。このときには、例えば、所定のルールにより認定された対象物情報に基づいて安全領域を通る経路を再算出したり、自動車に運転者が搭乗している場合には該運転者に運転を任せたりすることで、自動車が安全性の高い経路を走行することができる。 Then, the desired motion determination unit determines that when a route candidate calculated based on the environment outside the vehicle estimated by deep learning (hereinafter referred to as an estimated route candidate) is within the safe area, the vehicle should travel along the estimated route candidate. Let it be the route. This allows the automobile to travel on a highly safe route. On the other hand, when the estimated route candidate deviates from the safe area, the route candidate is not selected as the route on which the vehicle should travel. At this time, for example, the route passing through the safe area is recalculated based on the object information certified by a predetermined rule, or if the driver is in the car, the driver is left to drive the car. This allows the vehicle to travel on a highly safe route.

したがって、深層学習を利用する機能を有する演算装置において、機能安全レベルを向上させることができる。 Therefore, the functional safety level can be improved in an arithmetic device having a function using deep learning.

前記自動車用演算装置の一実施形態では、前記経路算出部は、複数の前記経路候補を算出し、前記目標運動決定部は、前記複数の経路候補のうち前記安全領域から逸脱した経路については、前記自動車が走行すべき経路としては選択しない。 In one embodiment of the computing device for a vehicle, the route calculation unit calculates a plurality of route candidates, and the desired motion determination unit calculates a route that deviates from the safe area among the plurality of route candidates, It is not selected as the route on which the vehicle should travel.

この構成によると、自動車はより効果的に安全性の高い経路を走行することができる。例えば、複数の経路候補のうち一部の候補が安全領域から逸脱しており、残りの候補は安全領域内にあるときには、該残りの経路のうちの1つを、自動車が走行すべき経路として選択することで、自動車は安全性の高い経路を走行することができる。また、複数の経路候補の全てが安全領域から逸脱しているときには、前述したように、所定のルールにより認定された対象物情報に基づいて安全領域を通る経路を再算出したり、自動車に運転者が搭乗している場合には該運転者に運転を任せたりすることで、自動車が安全性の高い経路を走行することができる。 According to this configuration, the vehicle can more effectively travel on a highly safe route. For example, when some candidates out of a plurality of route candidates deviate from the safe region and the remaining candidates are within the safe region, one of the remaining routes is selected as the route on which the automobile should travel. The selection allows the car to travel on a safer route. Further, when all of the plurality of route candidates deviate from the safe area, as described above, the route passing through the safe area is recalculated based on the object information certified by the predetermined rule, or the vehicle is driven. When a person is on board, the vehicle can travel on a highly safe route by, for example, leaving the driving to the driver.

前記自動車用演算装置において、前記経路算出部は、強化学習を利用して前記経路候補を算出する、という構成でもよい。 In the arithmetic device for automobile, the route calculation unit may be configured to calculate the route candidate using reinforcement learning.

この構成によると、例えば、安全性(例えば、障害物との衝突リスクの低さ)を強化学習のQ値として設定すれば、深層学習が適当である場合には、安全性の高い推定経路候補が算出されやすくなる。これにより、自動車はより効果的に安全性の高い経路を走行することができる。 According to this configuration, for example, if safety (for example, low risk of collision with obstacles) is set as the Q value of reinforcement learning, when deep learning is appropriate, an estimated route candidate with high safety is easier to calculate. This allows the vehicle to travel more effectively on a safer route.

以上説明したように、ここに開示された技術によると、深層学習を利用する機能を有する演算装置において、機能安全レベルを向上させることができる。 As described above, according to the technology disclosed herein, it is possible to improve the functional safety level in an arithmetic device having a function using deep learning.

実施形態1に係る自動車用演算装置の機能構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a functional configuration of an automotive computing device according to Embodiment 1; FIG. 演算装置により設定される走行経路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the driving|running route set by a calculating|arithmetic apparatus. 第1演算部により設定される安全領域と第2演算部により設定される安全領域とを比較する図である。It is a figure which compares the safe area set by the 1st calculating part, and the safe area set by the 2nd calculating part. 深層学習により推定された車外環境に基づいて算出された経路候補と安全領域との関係の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of the relationship between route candidates calculated based on the environment outside the vehicle estimated by deep learning and the safe area. 深層学習により推定された車外環境に基づいて算出された経路候補と安全領域との関係を示す別の図である。FIG. 9 is another diagram showing the relationship between route candidates calculated based on the environment outside the vehicle estimated by deep learning and the safe area. 自動車の運転経路を決定する際のフローチャートである。4 is a flow chart for determining the driving route of an automobile. 実施形態2に係る自動車用演算装置の機能構成を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing the functional configuration of an automotive computing device according to Embodiment 2;

以下、例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Exemplary embodiments are described in detail below with reference to the drawings.

(実施形態1)
図1は、本実施形態1に係る自動車用演算装置(以下、省略して演算装置100という)の構成を示す。演算装置100は、例えば、四輪の自動車1に搭載される演算装置である。自動車1は、運転者によるアクセル等の操作に応じて走行するマニュアル運転と、運転者の操作をアシストして走行するアシスト運転と、運転者の操作なしに走行する自動運転とが可能な自動車である。尚、以下の説明では、演算装置100が搭載された自動車1を他の車両と区別するために、自車両1ということがある。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows the configuration of an automotive computing device (hereinafter simply referred to as computing device 100) according to the first embodiment. The computing device 100 is, for example, a computing device mounted on a four-wheeled automobile 1 . The automobile 1 is an automobile capable of manual driving in which the driver operates the accelerator or the like, assist driving in which the operation is assisted by the driver, and automatic driving in which the driver does not operate the vehicle. be. In the following description, the automobile 1 on which the arithmetic device 100 is mounted is sometimes referred to as the own vehicle 1 in order to distinguish it from other vehicles.

演算装置100は、1つ又は複数のチップで構成されたマイクロプロセッサであって、CPUやメモリ等を有している。尚、図1においては、本実施形態に係る機能(後述する経路生成機能)を発揮するための構成を示しており、演算装置100が有する全ての機能を示しているわけではない。 The arithmetic device 100 is a microprocessor composed of one or a plurality of chips, and has a CPU, memory, and the like. Note that FIG. 1 shows a configuration for exerting a function (route generation function described later) according to the present embodiment, and does not show all the functions of the arithmetic device 100 .

図1に示すように、演算装置100は、複数のセンサ等からの出力に基づいて、自動車1の目標運動を決定して、デバイスの作動制御を行う。演算装置100に情報を出力するセンサ等は、自動車1のボディ等に設けられかつ車外環境を撮影する複数のカメラ50と、自動車1のボディ等に設けられかつ車外の物標等を検知する複数のレーダ51と、自動車1の絶対速度を検出する車速センサ52と、自動車1のアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ53と、自動車1のステアリングホイールの回転角度(操舵角)を検出する操舵角センサ54と、自動車1のブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキセンサ55と、全地球測位システム(Global Positioning System:GPS)を利用して、自動車1の位置(車両位置情報)を検出する位置センサ56とを含んでいる。一方で、演算装置100が制御する対象は、エンジン10と、ブレーキ20と、ステアリング30とを含んでいる。 As shown in FIG. 1, the arithmetic unit 100 determines a target motion of the automobile 1 based on outputs from a plurality of sensors and the like, and controls the operation of the devices. The sensors and the like that output information to the arithmetic unit 100 include a plurality of cameras 50 that are provided on the body of the automobile 1 or the like and that capture the environment outside the vehicle, and a plurality of cameras that are provided on the body or the like of the automobile 1 and detect targets outside the vehicle. a radar 51, a vehicle speed sensor 52 for detecting the absolute speed of the automobile 1, an accelerator opening sensor 53 for detecting the depression amount of the accelerator pedal of the automobile 1, and a rotation angle (steering angle) of the steering wheel of the automobile 1. The position of the automobile 1 (vehicle position information) is detected using a steering angle sensor 54, a brake sensor 55 that detects the amount of depression of the brake pedal of the automobile 1, and a global positioning system (GPS). and a position sensor 56 for On the other hand, objects controlled by the arithmetic device 100 include the engine 10 , the brake 20 , and the steering 30 .

各カメラ50は、自動車1の周囲を水平方向に360°撮影できるようにそれぞれ配置されている。各カメラ50は、車外環境を示す光学画像を撮像して画像データを生成する。各カメラ50は、生成した画像データを演算装置100に出力する。カメラ50は、車外環境の情報を取得する情報取得手段の一例である。 Each camera 50 is arranged so as to photograph the surroundings of the automobile 1 horizontally at 360 degrees. Each camera 50 captures an optical image representing the environment outside the vehicle and generates image data. Each camera 50 outputs the generated image data to the arithmetic device 100 . The camera 50 is an example of information acquisition means for acquiring information on the environment outside the vehicle.

各レーダ51は、カメラ50と同様に、検出範囲が自動車1の周囲を水平方向に360°広がるようにそれぞれ配置されている。レーダ51の種類が特に限定されず、例えば、ミリ波レーダや赤外線レーダを採用することができる。レーダ51は、車外環境の情報を取得する情報取得手段の一例である。 As with the camera 50, each radar 51 is arranged so that the detection range extends horizontally around the automobile 1 by 360 degrees. The type of radar 51 is not particularly limited, and for example, millimeter wave radar or infrared radar can be adopted. The radar 51 is an example of information acquisition means for acquiring information on the environment outside the vehicle.

エンジン10は、動力駆動源であり、内燃機関(ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン)を含む。演算装置100は、自動車1を加速又は減速させる必要がある場合に、エンジン10に対してエンジン出力変更信号を出力する。エンジン10は、マニュアル運転時には、運転者のアクセルペダルの操作量等により制御されるが、アシスト運転や自動運転時には、演算装置100により算出された目標運動に基づいて制御される。尚、図示は省略しているが、エンジン10の回転軸には、エンジン10の出力により発電する発電機が連結されている。 The engine 10 is a power drive source and includes an internal combustion engine (gasoline engine, diesel engine). The computing device 100 outputs an engine output change signal to the engine 10 when the automobile 1 needs to be accelerated or decelerated. The engine 10 is controlled by the amount of operation of the accelerator pedal by the driver during manual operation, but is controlled based on the target motion calculated by the arithmetic unit 100 during assist operation or automatic operation. Although not shown, the rotating shaft of the engine 10 is connected to a generator that generates power using the output of the engine 10 .

ブレーキ20は、ここでは電動ブレーキである。演算装置100は、自動車1を減速させる必要がある場合に、ブレーキ20に対してブレーキ要求信号を出力する。ブレーキ要求信号を受けたブレーキ20は、該ブレーキ要求信号に基づいてブレーキアクチュエータ(図示省略)を作動させて、自動車1を減速させる。ブレーキ20は、マニュアル運転時には、運転者のブレーキペダルの操作量等により制御されるが、アシスト運転や自動運転時には、演算装置100により算出された目標運動に基づいて制御される。 Brake 20 is an electric brake here. The arithmetic device 100 outputs a brake request signal to the brake 20 when the vehicle 1 needs to be decelerated. Upon receiving the brake request signal, the brake 20 operates a brake actuator (not shown) based on the brake request signal to decelerate the vehicle 1 . The brake 20 is controlled by the amount of operation of the brake pedal by the driver during manual driving, but is controlled based on the target motion calculated by the arithmetic unit 100 during assist driving or automatic driving.

ステアリング30は、ここではEPS(Electric Power Steering)である。演算装置100は、自動車1の進行方向を変更する必要がある場合に、ステアリング30に対して操舵方向変更信号を出力する。ステアリング30は、マニュアル運転時には、運転者のステアリングホイール(所謂ハンドル)の操作量等により制御されるが、アシスト運転や自動運転時には、演算装置100により算出された目標運動に基づいて制御される。 The steering 30 is an EPS (Electric Power Steering) here. Arithmetic device 100 outputs a steering direction change signal to steering 30 when it is necessary to change the traveling direction of automobile 1 . The steering 30 is controlled by the operation amount of the steering wheel (so-called steering wheel) of the driver during manual driving, but is controlled based on the target motion calculated by the arithmetic unit 100 during assist driving or automatic driving.

トランスミッション40は、有段式のトランスミッションである。演算装置100は、出力すべき駆動力に応じて、トランスミッション40に対してギヤ段変更信号を出力する。トランスミッション40は、マニュアル運転時には、運転者のシフトレバーの操作や運転者のアクセルペダルの操作量等により制御されるが、アシスト運転や自動運転時には、演算装置100により算出された目標運動に基づいて制御される。 The transmission 40 is a stepped transmission. Arithmetic device 100 outputs a gear change signal to transmission 40 in accordance with the driving force to be output. During manual driving, the transmission 40 is controlled by the driver's operation of the shift lever, the driver's operation amount of the accelerator pedal, and the like. controlled.

演算装置100は、マニュアル運転時には、アクセル開度センサ52等の出力に基づく制御信号をエンジン10等に送信する。一方で、演算装置100は、アシスト運転時や自動運転時には、自動車1の走行経路を設定して、自動車1が該走行経路を走行するように、エンジン10等に制御信号を出力する。演算装置100は、アシスト運転時や自動運転時において、エンジン10等に出力する制御信号を生成するための構成として、深層学習を利用して車外環境を推定する機能を有する第1演算部110と、深層学習を用いずに所定のルールに基づいて対象物を認定する機能を有する第2演算部120と、第1及び第2演算部110,120からの出力を受けて自動車1の目標運動を決定する目標運動決定部130と、目標運動決定部130が決定した目標運動を達成する上で、最もエネルギー効率がよくなるように各種デバイス(後述のエンジン10等)の制御量を算出するエネルギーマネジメント部140とを有している。 Arithmetic device 100 transmits a control signal based on the output of accelerator opening sensor 52 or the like to engine 10 or the like during manual operation. On the other hand, the arithmetic unit 100 sets the travel route of the automobile 1 during assisted driving or automatic driving, and outputs a control signal to the engine 10 or the like so that the automobile 1 travels along the travel route. The arithmetic unit 100 includes a first arithmetic unit 110 having a function of estimating the environment outside the vehicle using deep learning as a configuration for generating a control signal to be output to the engine 10 or the like during assisted driving or automatic driving. , a second calculation unit 120 having a function of recognizing an object based on a predetermined rule without using deep learning, and receiving outputs from the first and second calculation units 110 and 120 to calculate a desired motion of the automobile 1. A target motion determination unit 130 for determination, and an energy management unit that calculates control amounts for various devices (such as the engine 10 described later) so as to maximize energy efficiency in achieving the target motion determined by the target motion determination unit 130. 140.

第1演算部110は、カメラ50及びレーダ51からの出力を基にして、深層学習を利用して車外環境を推定する車外環境推定部111と、車外環境推定部111で推定された車外環境に対して、第1安全領域SA1(図3参照)を設定する第1安全領域設定部112と、車外環境推定部111の推定結果と第1安全領域設定部112で設定された第1安全領域SA1を基にして、第1経路候補を算出する第1経路算出部113とを有する。 Based on the output from the camera 50 and the radar 51, the first calculation unit 110 includes an external environment estimation unit 111 that estimates the vehicle external environment using deep learning, and the external environment estimated by the external environment estimation unit 111. On the other hand, the first safety area setting unit 112 that sets the first safety area SA1 (see FIG. 3), the estimation result of the vehicle external environment estimation unit 111, and the first safety area SA1 set by the first safety area setting unit 112 and a first route calculation unit 113 for calculating a first route candidate based on.

車外環境推定部111は、カメラ50及びレーダ51からの出力を基にして、深層学習を用いた画像認識処理により車外環境を推定する。具体的には、車外環境推定部111は、カメラ50からの画像データを基に深層学習により物体識別情報を構築するとともに、該物体識別情報にレーダによる測位情報を統合して車外環境を表す3Dマップを作成する。また、該3Dマップに対して、深層学習に基づく各物体の挙動予測等を統合して環境モデルを生成する。深層学習では、多層ニューラルネットワーク(DNN:Deep Neural Network)が用いられる。多層ニューラルネットワークとして、例えば、CNN(Convolutional Neural Network)がある。 The vehicle exterior environment estimation unit 111 estimates the vehicle exterior environment by image recognition processing using deep learning based on the outputs from the camera 50 and the radar 51 . Specifically, the vehicle exterior environment estimation unit 111 constructs object identification information by deep learning based on the image data from the camera 50, and integrates positioning information by radar into the object identification information to create a 3D image representing the vehicle exterior environment. Create maps. In addition, an environment model is generated by integrating behavior prediction of each object based on deep learning with respect to the 3D map. In deep learning, a multilayer neural network (DNN: Deep Neural Network) is used. As a multilayer neural network, for example, there is a CNN (Convolutional Neural Network).

第1安全領域設定部112は、車外環境推定部111により作成された3Dマップに対して第1安全領域SA1を設定する。この第1安全領域SA1は、深層学習を利用して構築されたモデルを用いて、自車両が通過可能な領域として設定される。モデルは、例えば、自動車1の車種毎に予め構築されたモデルを、運転者の過去の運転履歴等を基に再構築することで構築される。尚、第1安全領域SA1は、基本的には、道路上であって、他の車両や歩行者等の動的な障害物、及び中央分離体やセンターポールなどの静的な障害物が存在しない領域をいう。第1安全領域SA1は、緊急駐車が可能な路肩のスペースを含んでいてもよい。 First safety area setting unit 112 sets first safety area SA1 for the 3D map created by vehicle exterior environment estimation unit 111 . This first safety area SA1 is set as an area through which the own vehicle can pass using a model constructed using deep learning. The model is constructed, for example, by reconstructing a model constructed in advance for each vehicle type of the automobile 1 based on the driver's past driving history and the like. The first safety area SA1 is basically on the road, and there are dynamic obstacles such as other vehicles and pedestrians, and static obstacles such as the center separator and the center pole. It refers to the area that does not The first safety area SA1 may include a shoulder space for emergency parking.

第1経路算出部113は、第1安全領域設定部112で設定された第1安全領域SA1内を通るような第1経路候補を算出する。第1経路算出部113は、強化学習を利用して第1経路候補を算出する。強化学習は、一連のシミュレーションの結果(ここでは経路候補)に対して評価関数を設定し、ある目的に適ったシミュレーションには良い評価を与え、そうでない結果に対しては低い評価を与えることで、目的に適った経路候補を学習する機能である。実際の算出方法については後述する。 The first route calculation unit 113 calculates a first route candidate that passes through the first safety area SA1 set by the first safety area setting unit 112 . The first route calculation unit 113 calculates first route candidates using reinforcement learning. In reinforcement learning, an evaluation function is set for the results of a series of simulations (here, route candidates), and a good evaluation is given to simulations that meet a certain purpose, and a low evaluation is given to results that do not. , is a function to learn route candidates that meet the purpose. An actual calculation method will be described later.

第2演算部120は、カメラ50及びレーダ51からの出力を基にして、深層学習を利用せずに、所定のルールにより車外の対象物を認定する対象物認定部121と、対象物認定部121の結果を基にして、第2安全領域SA2(図4参照)を算出する第2安全領域算出部122、対象物認定部121の結果と第2安全領域設定部122で設定された第2安全領域SA2を基にして、第2経路候補を算出する第2経路算出部123とを有する。 The second computing unit 120 includes an object recognizing unit 121 that recognizes an object outside the vehicle according to a predetermined rule without using deep learning based on outputs from the camera 50 and the radar 51, and an object recognizing unit 121. 121, a second safety area calculation unit 122 that calculates a second safety area SA2 (see FIG. 4), the result of the object identification unit 121, and the second safety area set by the second safety area setting unit 122. and a second route calculator 123 that calculates a second route candidate based on the safe area SA2.

対象物認定部121は、従来より利用されている対象物認定ルールに基づいて対象物を認定する。対象物は、例えば、走行車両、駐車車両、歩行者等である。対象物認定部121は、自車両と対象物との間の相対距離や相対速度についても認定する。また、対象物認定部121は、カメラ50及びレーダ51からの出力を基にして、走行路(区画線等を含む)についても認定する。 The object certifying unit 121 certifies an object based on a conventionally used object certifying rule. The object is, for example, a traveling vehicle, a parked vehicle, a pedestrian, or the like. The object recognition unit 121 also recognizes the relative distance and relative speed between the own vehicle and the object. Moreover, the object recognition unit 121 also recognizes the traveling road (including lane markings and the like) based on the outputs from the camera 50 and the radar 51 .

第2安全領域設定部122は、対象物認定部121が認定した対象物との衝突を回避可能な領域として、第2安全領域SA2を設定する。この第2安全領域SA2は、例えば、対象物の周囲数mを回避不能範囲とみなす等の所定のルールに基づいて設定される。第2安全領域設定部122は、走行車両の速度や歩行者の速度を考慮して第2安全領域SA2を設定可能に構成されている。尚、第2安全領域SA2は、第1安全領域SA1と同様に、基本的には、道路上であって、他の車両や歩行者等の動的な障害物、及び中央分離体やセンターポールなどの静的な障害物が存在しない領域をいう。第2安全領域SA2は、緊急駐車が可能な路肩のスペースを含んでいてもよい。 The second safe area setting unit 122 sets the second safe area SA2 as an area in which collision with the object recognized by the object recognition unit 121 can be avoided. This second safe area SA2 is set based on a predetermined rule such as, for example, regarding the surrounding number m of an object as an unavoidable range. The second safety area setting unit 122 is configured to be able to set the second safety area SA2 in consideration of the speed of the traveling vehicle and the speed of pedestrians. Like the first safety area SA1, the second safety area SA2 is basically on the road and is free from dynamic obstacles such as other vehicles and pedestrians, as well as the central separator and the center pole. An area where there are no static obstacles such as The second safety area SA2 may include a shoulder space for emergency parking.

第2経路算出部123は、第2安全領域設定部122で設定された第2安全領域SA2内を通るような第2経路候補を算出する。実際の算出方法については後述する。 The second route calculation unit 123 calculates second route candidates that pass through the second safety area SA2 set by the second safety area setting unit 122 . An actual calculation method will be described later.

目標運動決定部130は、第1及び第2演算部110,120からの出力、特に、第1及び第2安全領域SA1,SA2の情報、並びに第1経路候補及び第2経路候補の情報を受けて自動車1の目標運動を決定する。目標運動決定部130は、自動車1が走行すべき経路を設定して、該経路を自動車1が走行するように、各種デバイス(主にエンジン10、ブレーキ20、ステアリング30、トランスミッション40)への要求作動量(例えば、エンジントルクやブレーキアクチュエータの作動量等)を決定する。 The target motion determination unit 130 receives outputs from the first and second calculation units 110 and 120, particularly information on the first and second safety areas SA1 and SA2 and information on the first and second route candidates. to determine the target motion of the automobile 1. The target motion determination unit 130 sets a route for the automobile 1 to travel, and issues requests to various devices (mainly the engine 10, the brakes 20, the steering 30, and the transmission 40) so that the automobile 1 travels along the route. An actuation amount (for example, an engine torque, an actuation amount of a brake actuator, etc.) is determined.

エネルギーマネジメント部140は、目標運動決定部130で決定された各種デバイスへの要求量を達成する上で、最もエネルギー効率がよくなるように各種デバイス(後述のエンジン10等)の制御量を算出する。 The energy management unit 140 calculates control amounts for various devices (such as the engine 10 to be described later) so as to achieve the highest energy efficiency in achieving the required amounts for the various devices determined by the target exercise determination unit 130.

エネルギーマネジメント部140は、例えば、目標運動決定部130で決定された要求駆動力を出力するにあたり、エンジン10の燃料消費量が最も少なくなるように、トランスミッション40の段数と、吸排気バルブ(図示省略)の開閉タイミングやインジェクタ(図示省略)の燃料噴射タイミング等を算出する。また、エネルギーマネジメント部140は、目標の制動力を出力するにあたり、エンジンブレーキが最小となるように、エンジン10に接続された前記発電機の回生発電量や冷房用コンプレッサの駆動負荷を強めることにより前記制動力を生成する。また、エネルギーマネジメント部140は、コーナリング時に自動車1にかかる転がり抵抗が最も小さくなるように、車速と舵角とを制御する。具体的には、ローリングと自動車1の前部が沈み込むピッチングとを同期して発生させてダイアゴナルロール姿勢が生じるように、制動力の発生と操舵タイミングとを調整する。ダイアゴナルロール姿勢が生じることにより、前側の旋回外輪にかかる荷重が増大して、小さな舵角で旋回でき、自動車1にかかる転がり抵抗を小さくすることができる。 For example, when outputting the required driving force determined by the desired motion determination unit 130, the energy management unit 140 adjusts the number of gears of the transmission 40 and intake/exhaust valves (not shown) so that the fuel consumption of the engine 10 is minimized. ) and fuel injection timing of an injector (not shown). In addition, when outputting the target braking force, the energy management unit 140 increases the regenerative power generation amount of the generator connected to the engine 10 and the driving load of the cooling compressor so that the engine brake is minimized. generating the braking force; Also, the energy management unit 140 controls the vehicle speed and the steering angle so that the rolling resistance applied to the automobile 1 during cornering is minimized. Specifically, the generation of the braking force and the steering timing are adjusted so that the rolling and the pitching in which the front portion of the automobile 1 sinks are synchronously generated to produce a diagonal roll posture. Due to the diagonal roll posture, the load applied to the front turning outer wheel increases, enabling turning with a small steering angle and reducing the rolling resistance applied to the automobile 1 .

次に、図2を参照しながら、第1経路候補の算出方法について説明する。図2では第1安全領域SA1については図示を省略しているが、算出される第1経路候補は第1安全領域SA1内を通る経路である。尚、第1経路候補の算出が行われるのは、自動車1の運転モードがアシスト運転か自動運転のときであり、マニュアル運転のときには第1経路候補の算出は実行されない。 Next, a method for calculating the first route candidate will be described with reference to FIG. Although illustration of the first safety area SA1 is omitted in FIG. 2, the calculated first route candidate is a route passing through the first safety region SA1. The calculation of the first route candidate is performed when the driving mode of the automobile 1 is assist driving or automatic driving, and the calculation of the first route candidate is not performed when the driving mode is manual driving.

まず、第1経路算出部121は、図2に示すように、走行路情報に基づいて、グリッド点設定処理を実行する。グリッド点設定処理において、ECU10は、先ず走行路5の形状(即ち、走行路5の延びる方向,走行路幅等)を特定し、走行路5上にグリッド点Gn(n=1,2,・・・N)を含むグリッド領域RWを設定する。 First, as shown in FIG. 2, the first route calculation unit 121 executes grid point setting processing based on the travel path information. In the grid point setting process, the ECU 10 first specifies the shape of the road 5 (that is, the direction in which the road 5 extends, the width of the road, etc.), and places grid points Gn (n=1, 2, . . . ) on the road 5. . . N) is set.

グリッド領域RWは、走行路5に沿って自車両1の周囲から自車両1の所定距離前方まで延びる。この距離(縦方向長さ)Lは、自車両1の現在の車速に基づいて計算される。本実施形態では、距離Lは、現在の車速(V)で所定の固定時間t(例えば、3秒)に走行すると予想される距離である(L=V×t)。しかしながら、距離Lは、所定の固定距離(例えば、100m)であってもよいし、車速(及び加速度)の関数であってもよい。また、グリッド領域RWの幅Wは、走行路5の幅に設定される。 The grid area RW extends from the periphery of the vehicle 1 to a predetermined distance ahead of the vehicle 1 along the travel path 5 . This distance (longitudinal length) L is calculated based on the current vehicle speed of the vehicle 1 . In this embodiment, the distance L is the expected distance traveled at the current vehicle speed (V) in a predetermined fixed time t (eg, 3 seconds) (L=V×t). However, the distance L may be a predetermined fixed distance (eg 100m) or it may be a function of vehicle speed (and acceleration). Also, the width W of the grid area RW is set to the width of the running path 5 .

グリッド領域RWは、走行路5の延伸方向Xと幅方向(横方向)Yとに沿ってそれぞれ延びる複数のグリッド線によって多数の矩形のグリッド区画に分割される。X方向とY方向のグリッド線の交点がグリッド点Gnである。グリッド点GnのX方向の間隔、及びY方向の間隔は、それぞれ固定値に設定される。本実施形態では、例えば、X方向のグリッド間隔は10m、Y方向のグリッド間隔は0.875mである。しかしながら、グリッド間隔を、車速等に応じて可変値としてもよい。 The grid area RW is divided into a large number of rectangular grid sections by a plurality of grid lines extending along the extending direction X and the width direction (horizontal direction) Y of the travel path 5 . Grid points Gn are intersections of grid lines in the X direction and the Y direction. The X-direction spacing and the Y-direction spacing of the grid points Gn are each set to a fixed value. In this embodiment, for example, the grid spacing in the X direction is 10 m, and the grid spacing in the Y direction is 0.875 m. However, the grid interval may be a variable value according to the vehicle speed or the like.

尚、図2では、走行路5が直線区間であって、グリッド領域RW及びグリッド区画が矩形状に設定されている。走行路が曲線区間を含む場合には、グリッド領域及びグリッド区画は矩形状に設定されてもよいし、矩形状にならなくてもよい。 In FIG. 2, the running path 5 is a straight section, and the grid area RW and the grid sections are set in a rectangular shape. If the road includes curved sections, the grid areas and grid sections may or may not be rectangular.

次に、第1経路算出部113は、第1経路候補の計算において、外部信号に応じて、グリッド領域RW内の所定のグリッド点GTを目標到達位置PEに設定すると共に、目標到達位置PE(GT)での目標速度を設定する。外部信号は、例えば、自車両1に搭載されたナビゲーションシステム(図示省略)から送信される目的地(パーキングエリア等)への誘導指示信号である。 Next, in the calculation of the first route candidate, the first route calculation unit 113 sets a predetermined grid point GT within the grid area RW as the target arrival position PE ( Set the target speed in GT). The external signal is, for example, a guidance instruction signal to a destination (parking area, etc.) transmitted from a navigation system (not shown) mounted on the vehicle 1 .

次に、第1経路算出部113は、経路候補演算処理を実行する。この経路候補演算処理において、第1経路算出部113は、まず複数の第1経路候補R1m(m=1,2,3・・・)を計算する経路候補計算処理を実行する。この処理は、従前のステートラティス法を用いた経路候補の計算と同様である。 Next, the first route calculation unit 113 executes route candidate calculation processing. In this route candidate calculation process, the first route calculation unit 113 first executes a route candidate calculation process for calculating a plurality of first route candidates R1m (m=1, 2, 3, . . . ). This process is similar to the route candidate calculation using the conventional state lattice method.

経路候補の計算の概略を説明する。第1経路算出部113は、自車両1の現在位置PS(始点)からグリッド領域RW内の各グリッド点Gn(終点)までの経路候補を作成する。また、第1経路算出部113は、終点における速度情報を設定する。 An outline of route candidate calculation will be described. The first route calculator 113 creates route candidates from the current position PS (start point) of the vehicle 1 to each grid point Gn (end point) within the grid area RW. Also, the first route calculation unit 113 sets speed information at the end point.

始点と終点は、1又は複数のグリッド点Gnを介して、又はグリッド点Gnを介さないで、連結される。第1経路算出部113は、各第1経路候補R1mについて、グリッド点間を経路曲線パターンでフィッティングすることにより位置情報を計算し、速度変化パターンに適合するように速度変化プロファイルを計算する。速度変化パターンは、急加速(例えば、0.3G)、緩加速(例えば、0.1G)、車速維持、緩減速(例えば、-0.1G)、急加速(例えば、-0.3G)の組み合わせで生成され、グリッド毎ではなく当該第1経路候補R1mの所定長さ(例えば、50m~100m)にわたって設定される。 The start and end points are connected via one or more grid points Gn or not via grid points Gn. For each first route candidate R1m, the first route calculation unit 113 calculates position information by fitting a route curve pattern between grid points, and calculates a speed change profile to match the speed change pattern. The speed change pattern includes rapid acceleration (eg, 0.3 G), slow acceleration (eg, 0.1 G), vehicle speed maintenance, slow deceleration (eg, -0.1 G), and rapid acceleration (eg, -0.3 G). It is generated in combination and set over a predetermined length (for example, 50 m to 100 m) of the first route candidate R1m, not for each grid.

さらに、第1経路算出部113は、各経路候補について、サンプリング点SPを設定し、各サンプリング点SPでの速度情報を計算する。図2には、多数の経路候補のうち、3つの第1経路候補R11,R12,R13のみが示されている。なお、本実施形態では、各第1経路候補R1mは、始点から固定時間(例えば、3秒)後の到達位置までの経路である。 Furthermore, the first route calculation unit 113 sets sampling points SP for each route candidate and calculates speed information at each sampling point SP. FIG. 2 shows only three first route candidates R11, R12, R13 among many route candidates. Note that, in the present embodiment, each first route candidate R1m is a route from the starting point to an arrival position after a fixed time (for example, 3 seconds).

次に、第1経路算出部113は、得られた第1経路候補R1mの経路コストを計算する。各第1経路候補R1mの経路コストの計算において、第1経路算出部113は、例えば、各サンプリング点SPについて、車両1の運動による慣性力Fi,障害物(ここでは、他車両3)との衝突確率Pc,及びこの衝突により乗員が受ける衝撃力Fc(又は衝突に対する反作用力)を計算し、これらの値に基づいて乗員に掛かる外力FCを計算して、第1経路候補R1m上のすべてのサンプリング点SPでの外力FC(絶対値)の合計値を、第1経路候補R1mの経路コスト(候補経路コスト)EPmとして算出することができる。 Next, the first route calculation unit 113 calculates the route cost of the obtained first route candidate R1m. In calculating the route cost of each first route candidate R1m, the first route calculation unit 113 calculates, for example, the inertial force Fi due to the motion of the vehicle 1, the obstacle (here, the other vehicle 3) and Calculate the collision probability Pc and the impact force Fc (or reaction force to the collision) that the occupant receives due to this collision, calculate the external force FC that acts on the occupant based on these values, and A total value of the external forces FC (absolute values) at the sampling points SP can be calculated as the route cost (candidate route cost) EPm of the first route candidate R1m.

そして、第1経路算出部113は、すべての第1経路候補R1mをそれぞれの経路コスト情報とともに、目標運動決定部130に出力する。 Then, the first route calculation unit 113 outputs all the first route candidates R1m together with their respective route cost information to the desired motion determination unit 130 .

以上のようにして、経路候補が設定される。第2経路候補も基本的には前述と同様に算出される。ただし、第2経路候補は、前記経路コストが最も小さい経路が選択されて、目標運動決定部130に出力される。 Route candidates are set as described above. The second route candidate is also calculated basically in the same manner as described above. However, for the second route candidate, the route with the lowest route cost is selected and output to the desired motion determination unit 130 .

ここで、本実施形態1では、経路候補として、第1演算部110で算出される第1経路候補と第2演算部120で算出される第2経路候補とがあるが、目標運動決定部130は、基本的には、第1経路候補を採用するようにしている。これは、深層学習や強化学習を利用して設定される第1経路候補の方が、運転者の意思を反映した経路、すなわち、障害物を回避するに当たって慎重過ぎるなどの冗長さを運転者に感じさせない経路となりやすいためである。 Here, in the first embodiment, the route candidates include the first route candidate calculated by the first calculation unit 110 and the second route candidate calculated by the second calculation unit 120. However, the desired motion determination unit 130 basically adopts the first route candidate. This is because the first route candidate set using deep learning or reinforcement learning is a route that reflects the driver's intentions, that is, it is difficult for the driver to avoid redundancy such as being too cautious in avoiding obstacles. This is because it tends to be a path that does not make you feel.

しかしながら、深層学習を利用した車外環境の認定は、未だ発展途上の状態である。すなわち、深層学習を利用して構築された環境モデルは、環境モデルの基となった情報と類似するような範囲については正確な情報を算出することができるが、実際の車外環境等が環境モデルと大きく異なると、実際の車外環境と乖離した車外環境を推定することがある。 However, recognition of the environment outside the vehicle using deep learning is still in a developing state. In other words, an environmental model built using deep learning can calculate accurate information in a range similar to the information on which the environmental model is based. , the environment outside the vehicle may be estimated to deviate from the actual environment outside the vehicle.

例えば、図3には、第1安全領域設定部112で設定される第1安全領域SA1と、第2安全領域設定部122で設定される第2安全領域SA2とを示す。第1安全領域SA1は、図3におけるハッチングをした部分であり、第2安全領域SA2は、図3におけるハッチングをした部分から点線で示す枠よりも内側を除いた部分である。図3に示すように、第1安全領域SA1では他車両3の一部まで安全領域に設定されている。これは、深層学習による画像認定において他車両3の車幅を正確に推定できなかった場合等に起こり得る。 For example, FIG. 3 shows a first safety area SA1 set by the first safety area setting unit 112 and a second safety area SA2 set by the second safety area setting unit 122. As shown in FIG. The first safety area SA1 is the hatched portion in FIG. 3, and the second safety area SA2 is the hatched portion in FIG. 3 excluding the inside of the dotted frame. As shown in FIG. 3, in the first safety area SA1, part of the other vehicle 3 is also set in the safety area. This may occur, for example, when the vehicle width of the other vehicle 3 cannot be accurately estimated in image recognition by deep learning.

このように、深層学習を利用した車外環境の認定では、実際の車外環境と乖離した車外環境を推定することがあるため、自動車用機能安全規格(ISO 26262)で提案されている機能安全レベル(ASIL)においては、深層学習を利用した機能はASIL-Bに相当するものとされている。このため、機能安全レベルを向上させる工夫が必要である。 In this way, certification of the vehicle environment using deep learning may estimate the environment outside the vehicle that deviates from the actual environment outside the vehicle. ASIL), functions using deep learning are considered to be equivalent to ASIL-B. Therefore, it is necessary to devise ways to improve the functional safety level.

そこで、本実施形態1では、演算装置100の目標運動決定部130は、第1経路候補が第2安全領域SA2内にあるときには、該第1経路候補を自動車1(自車両1)が走行すべき経路として選択して、自動車1が第1経路候補を通るように該自動車1の目標運動を決定する一方、第1経路候補が第2安全領域SA2を逸脱しているときには、該第1経路候補を自動車1が走行すべき経路としては選択しないようにしている。より具体的には、目標運動決定部130は、第1経路候補を算出する際に、経路候補として設定される複数の第1経路候補R1n(n=1,2,3・・・)の全てが第2安全領域SA2から逸脱しているときには、第2経路候補を自動車1が走行すべき経路として選択する。 Therefore, in the first embodiment, the desired motion determining unit 130 of the arithmetic device 100 determines that the automobile 1 (self-vehicle 1) travels along the first route candidate when the first route candidate is within the second safety area SA2. While determining the desired motion of the vehicle 1 so that the vehicle 1 passes through the first candidate route, when the first candidate route deviates from the second safety area SA2, the first route candidate The candidate is not selected as the route on which the automobile 1 should travel. More specifically, when calculating the first route candidates, the desired motion determination unit 130 selects all of the plurality of first route candidates R1n (n=1, 2, 3, . . . ) set as route candidates. deviates from the second safe area SA2, the second route candidate is selected as the route on which the vehicle 1 should travel.

例えば、図4に示すように、第1経路算出部113により、第1経路候補R11,R12,R13が設定されたとする。この3つの第1経路候補R11~R13のうち経路R11と経路R12については、経路の一部が第2安全領域SA2を逸脱しているが、経路R13については、第2安全領域SA2内を通っている。このときには、目標運動決定部130は、第2安全領域SA2を逸脱した経路R11,R12は、自動車1が走行すべき経路としては選択せず、経路R13を自動車1が走行すべき経路として選択する。 For example, as shown in FIG. 4, it is assumed that first route candidates R11, R12, and R13 are set by the first route calculation unit 113. FIG. Among the three first route candidates R11 to R13, routes R11 and R12 partially deviate from the second safety area SA2, but route R13 passes through the second safety area SA2. ing. At this time, the desired motion determination unit 130 does not select the routes R11 and R12 that deviate from the second safety area SA2 as the route on which the vehicle 1 should travel, but selects the route R13 as the route on which the vehicle 1 should travel. .

一方で、図5に示すように、第1経路算出部113により、第1経路候補R14,R15,R16が設定されたとする。この3つの第1経路候補R14~R16は、全て経路の一部が第2安全領域SA2を逸脱している。このときには、目標運動決定部130は、第2演算部120で算出される複数の第2経路候補のうち最も経路コストが小さい第2経路候補R2を自動車1が走行すべき経路として選択する。 On the other hand, it is assumed that first route candidates R14, R15, and R16 are set by the first route calculation unit 113 as shown in FIG. All of the three first route candidates R14 to R16 deviate from the second safety area SA2. At this time, the desired motion determination unit 130 selects the second route candidate R2 having the lowest route cost among the plurality of second route candidates calculated by the second calculation unit 120 as the route on which the automobile 1 should travel.

対象物認定部121は、従来より存在する所定のルールに基づいて対象物の認定を行うため、対象物の大きさ等を精度良く認定できる。また、第2安全領域設定部122は、対象物の周囲数mを回避不能範囲とみなす等の所定のルールに基づいて第2安全領域SA2を設定するため、第2経路候補は、他車両3を回避する場合でも、他車両3との間に十分な距離を確保することができる経路となる。すなわち、第2演算部120の機能はASIL-D相当にすることができる。このため、目標運動決定部130が、第1経路候補を算出する際に、経路候補として設定される複数の第1経路候補R1nの全てが第2安全領域SA2から逸脱しているときには、第2経路候補を自動車1が走行すべき経路として選択することで、自動車1が安全性の高い経路を走行できるようになる。これにより、深層学習を利用する機能を有する演算装置100において、機能安全レベルを向上させることができる。 Since the object certifying unit 121 certifies the object based on a conventionally existing predetermined rule, it is possible to accurately certify the size of the object and the like. In addition, since the second safe area setting unit 122 sets the second safe area SA2 based on a predetermined rule such as regarding the surrounding number m of the object as the unavoidable range, the second route candidate is the other vehicle 3 Even in the case of avoiding the That is, the function of the second calculation unit 120 can be equivalent to ASIL-D. Therefore, when desired motion determination section 130 calculates the first route candidates, if all of the plurality of first route candidates R1n set as route candidates deviate from second safety area SA2, the second By selecting a route candidate as the route on which the automobile 1 should travel, the automobile 1 can travel a highly safe route. As a result, the functional safety level can be improved in the arithmetic device 100 having the function of using deep learning.

次に、自動車1の運転経路を決定する際の演算装置100の処理動作について図6のフローチャートを参照しながら説明する。尚、自動車1の運転モードは、アシスト運転又は自動運転である。 Next, the processing operation of the arithmetic device 100 when determining the driving route of the automobile 1 will be described with reference to the flowchart of FIG. The driving mode of the automobile 1 is assist driving or automatic driving.

まず、ステップS1において、演算装置100は、各カメラ50、各レーダ51、及び各センサ52~56からの情報を読み込む。 First, in step S1, the arithmetic unit 100 reads information from each camera 50, each radar 51, and each sensor 52-56.

次に、演算装置100は、第1経路候補の算出と第2経路候補の算出とを並行して行う。 Next, the arithmetic unit 100 performs calculation of the first route candidate and calculation of the second route candidate in parallel.

ステップS2では、演算装置100は、深層学習を利用して車外環境を推定する。 In step S2, the computing device 100 estimates the environment outside the vehicle using deep learning.

次のステップS3では、演算装置100は、第1安全領域SA1を設定する。 In the next step S3, the arithmetic device 100 sets the first safety area SA1.

次のステップS4では、演算装置100は、強化学習を使用して第1経路候補を算出する。 In the next step S4, the computing device 100 uses reinforcement learning to calculate the first route candidates.

一方で、ステップS5では、演算装置100は、所定のルールに基づいて対象物の認定をする。 On the other hand, in step S5, the computing device 100 authenticates the object based on a predetermined rule.

前記ステップS6では、演算装置100は、第2安全領域SA2を設定する。 In step S6, the arithmetic device 100 sets the second safety area SA2.

前記ステップS7では、演算装置100は、所定のルールに基づいて第2経路候補を算出する。 At step S7, the arithmetic device 100 calculates the second route candidate based on a predetermined rule.

続く、ステップS8では、演算装置100は、目標運動決定部130に前記ステップS4及びステップS5の情報を出力して、目標運動部130において第1経路候補が第2安全領域SA2内にあるか否かを判定する。このステップS8において、複数の第1経路候補に、その全経路が第2安全領域SA2に含まれる経路があるYESのときには、ステップS9に進む一方で、複数の第1経路候補の全てが、その経路における少なくとも一部が第2安全領域SA2から逸脱するNOのときには、ステップS10に進む。 Subsequently, in step S8, the arithmetic device 100 outputs the information of steps S4 and S5 to the desired motion determination unit 130, and determines whether the first route candidate is within the second safety area SA2 in the desired motion unit 130. determine whether In this step S8, when the plurality of first route candidates includes all routes included in the second safety area SA2 YES, the process proceeds to step S9, while all of the plurality of first route candidates If at least a portion of the route deviates from the second safety area SA2 and NO, the process proceeds to step S10.

上記ステップS9では、目標運動決定部130は、第1経路候補を自動車1が走るべき経路として選択する。 In step S9, the desired motion determination unit 130 selects the first route candidate as the route along which the automobile 1 should travel.

一方、上記ステップS10では、目標運動決定部130は、第2経路候補を自動車1が走るべき経路として選択する。 On the other hand, in step S10, the desired motion determination unit 130 selects the second route candidate as the route along which the automobile 1 should travel.

次のステップS11では、目標運動決定部130は、自動車1の目標運動を算出する。 In the next step S11, the desired motion determining section 130 calculates the desired motion of the automobile 1. FIG.

続くステップS12では、エネルギーマネジメント部140は、前記ステップS11で算出された目標運動を達成しかつエネルギー効率が最大となるように、目標制御量を設定する。 In subsequent step S12, the energy management unit 140 sets the target control amount such that the target motion calculated in step S11 is achieved and the energy efficiency is maximized.

次のステップS13では、演算装置100は、各デバイスの制御量が前記ステップS12で算出した目標制御量となるように、各デバイスの運転制御をする。ステップS13の後はリターンする。 In the next step S13, the arithmetic unit 100 controls the operation of each device so that the control amount of each device becomes the target control amount calculated in step S12. After step S13, the process returns.

したがって、本実施形態1では、演算装置100は、車外環境の情報を取得する情報取得手段からの出力を基にして、深層学習を利用して車外環境を推定する車外環境推定部111と、車外環境推定部111の推定結果を基にして、第1経路候補を算出する第1経路算出部113と、情報取得手段からの出力を基にして、深層学習を利用せずに、所定のルールにより車外の対象物を認定する対象物認定部121と、対象物認定部の結果を基にして、安全領域を算出する第2安全領域算出部122と、第1経路算出部113からの出力及び第2安全領域算出部122からの出力を受けて、自動車1の目標運動を決定する目標運動決定部130とを備える。目標運動決定部130は、第1経路候補が第2安全領域SA2内にあるときには、該第1経路候補を自動車1が走行すべき経路として選択して、自動車1が第1経路候補SA1を通るように該自動車1の目標運動を決定する一方、経路候補が安全領域を逸脱しているときには、経路候補として自動車1が走行すべき経路としては選択しない。 Therefore, in the first embodiment, the computing device 100 includes the vehicle exterior environment estimation unit 111 that estimates the vehicle exterior environment using deep learning based on the output from the information acquisition means that acquires the vehicle exterior environment information, and the vehicle exterior environment estimation unit 111 that estimates the vehicle exterior environment. Based on the estimation result of the environment estimation unit 111, the first route calculation unit 113 calculates the first route candidate, and based on the output from the information acquisition unit, without using deep learning, according to a predetermined rule Based on the result of the target object recognition unit, the object recognition unit 121 that recognizes the object outside the vehicle, the second safety region calculation unit 122 that calculates the safety region, and the output from the first route calculation unit 113 and the first A desired motion determination unit 130 that receives the output from the 2-safety area calculation unit 122 and determines the desired motion of the vehicle 1 . When the first route candidate is within the second safe area SA2, the desired motion determining unit 130 selects the first route candidate as the route on which the vehicle 1 should travel, and the vehicle 1 passes through the first route candidate SA1. While the desired motion of the vehicle 1 is determined as described above, when the route candidate deviates from the safe area, the route candidate is not selected as the route on which the vehicle 1 should travel.

この構成によると、これにより、深層学習を利用する機能を有する演算装置100において、機能安全レベルを向上させることができる。 According to this configuration, it is possible to improve the functional safety level in the arithmetic device 100 having the function of using deep learning.

(実施形態2)
以下、実施形態2について、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下の説明において前記実施形態1と共通の部分については、同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
(Embodiment 2)
Hereinafter, Embodiment 2 will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals are assigned to the same parts as in the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.

本実施形態2では、演算装置200における第2演算部220の構成が、前記実施形態1における演算装置100とは異なる。具体的には、本実施形態2では、前記実施形態1とは異なり、第2演算部220は、第2経路算出部を含んでいない。 In the second embodiment, the configuration of the second arithmetic unit 220 in the arithmetic device 200 is different from that of the arithmetic device 100 in the first embodiment. Specifically, in the second embodiment, unlike the first embodiment, the second calculation unit 220 does not include the second route calculation unit.

この構成であっても、第1演算部110で算出される第1経路候補の全てが第2安全領域SA2から逸脱しているときには、目標運動決定部130は、第1経路候補を自動車1が走行すべき経路として選択しない。本実施形態2では、目標運動決定部130が第1経路候補を選択しなかったときには、例えば、自動車1の運転モードをマニュアル運転に切り換えるなどして、自動車1が安全な経路を走行できるようにする。このとき、自動運転からマニュアル運転に切り換えるときには、ドライバにブザー等により、運転モードが変わることを報知することが望ましい。 Even with this configuration, when all of the first route candidates calculated by the first calculation unit 110 deviate from the second safety area SA2, the desired motion determination unit 130 determines the first route candidates as follows: Do not select it as a route to travel. In the second embodiment, when the desired motion determination unit 130 does not select the first route candidate, for example, the driving mode of the vehicle 1 is switched to manual driving so that the vehicle 1 can travel a safe route. do. At this time, when switching from automatic operation to manual operation, it is desirable to inform the driver of the change in operation mode by means of a buzzer or the like.

したがって、本実施形態2でも、深層学習を利用する機能を有する演算装置200において、機能安全レベルを向上させることができる。 Therefore, in the second embodiment as well, the functional safety level can be improved in the arithmetic device 200 having the function of using deep learning.

(その他の実施形態)
ここに開示された技術は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。
(Other embodiments)
The technology disclosed herein is not limited to the above embodiments, and substitutions are possible without departing from the scope of the claims.

例えば、前述の実施形態1及び2では、目標運動決定部130で目標運動を決定したあと、エネルギーマネジメント部140により目標運動を達成しかつエネルギー効率が最大となるように目標制御量を設定していた。これに限らず、エネルギーマネジメント部140は省略してもよい。すなわち、目標運動決定部130が目標運動を達成する目標制御量を設定してもよい。 For example, in Embodiments 1 and 2 described above, after the target motion determination unit 130 determines the target motion, the energy management unit 140 sets the target control amount so that the target motion is achieved and the energy efficiency is maximized. rice field. Alternatively, the energy management unit 140 may be omitted. That is, the desired control amount that achieves the desired exercise may be set by the desired exercise determination unit 130 .

上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本開示の範囲を限定的に解釈してはならない。本開示の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本開示の範囲内のものである。 The above-described embodiments are merely examples, and should not be construed as limiting the scope of the present disclosure. The scope of the present disclosure is defined by the claims, and all modifications and changes within the equivalent range of the claims are within the scope of the present disclosure.

ここに開示された技術は、自動車に搭載される自動車用演算装置として有用である。 The technology disclosed herein is useful as an automotive computing device mounted on an automobile.

1 自動車
100 自動車用演算装置
111 車外環境推定部
113 第1経路候補算出部
121 対象物認定部
122 第2安全領域設定部
130 目標運動決定部
1 Automobile 100 Automobile computing device 111 External environment estimation unit 113 First route candidate calculation unit 121 Object identification unit 122 Second safe area setting unit 130 Desired motion determination unit

Claims (3)

自動車に搭載される自動車用演算装置であって、
車外環境の情報を取得する情報取得手段からの出力を基にして、深層学習を利用して車外環境を推定する車外環境推定部と、
前記車外環境推定部の推定結果を基にして、経路候補を算出する経路算出部と、
前記情報取得手段からの出力を基にして、深層学習を利用せずに、所定のルールにより車外の対象物を認定する対象物認定部と、
前記対象物認定部の結果を基にして、安全領域を算出する安全領域算出部と、
前記経路算出部からの出力及び前記安全領域算出部からの出力を受けて、前記自動車の目標運動を決定する目標運動決定部とを備え、
前記目標運動決定部は、前記経路候補が前記安全領域内にあるときには、該経路候補を前記自動車が走行すべき経路として選択して、前記自動車が前記経路候補を通るように該自動車の目標運動を決定する一方、前記経路候補が前記安全領域を逸脱しているときには、該経路候補を前記自動車が走行すべき経路としては選択しないことを特徴とする自動車用演算装置。
An automotive computing device mounted in an automobile,
a vehicle exterior environment estimating unit that estimates the vehicle exterior environment using deep learning based on the output from the information acquisition means that acquires information on the vehicle exterior environment;
a route calculation unit that calculates a route candidate based on the estimation result of the vehicle external environment estimation unit;
an object recognizing unit that certifies an object outside the vehicle according to a predetermined rule without using deep learning, based on the output from the information acquisition means;
a safety area calculation unit that calculates a safety area based on the result of the object identification unit;
a desired motion determination unit that receives an output from the route calculation unit and an output from the safe area calculation unit and determines a desired motion of the vehicle;
The desired motion determination unit selects the route candidate as a route on which the vehicle should travel when the route candidate is within the safe area, and sets the target motion of the vehicle so that the vehicle passes through the route candidate. is determined, and when the route candidate deviates from the safe area, the route candidate is not selected as the route on which the vehicle should travel.
請求項1に記載の自動車用演算装置において、
前記経路算出部は、複数の前記経路候補を算出し、
前記目標運動決定部は、前記複数の経路候補のうち前記安全領域から逸脱した経路については、前記自動車が走行すべき経路としては選択しないことを特徴とする自動車用演算装置。
The automotive computing device according to claim 1,
The route calculation unit calculates a plurality of route candidates,
A computing device for a vehicle, wherein the desired motion determination unit does not select a route that deviates from the safe region from among the plurality of route candidates as a route on which the vehicle should travel.
請求項1又は2に記載の自動車用演算装置において、
前記経路算出部は、強化学習を利用して前記経路候補を算出することを特徴とする自動車用演算装置。
3. In the automotive computing device according to claim 1 or 2,
The arithmetic unit for an automobile, wherein the route calculation unit calculates the route candidate using reinforcement learning.
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